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Biologie cellulaire
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Biologie moléculaire
Techniques d'etude de l'architecture du noyau	Chromatine	Noyau interphasique	Organisation moleculaire du genome
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Cycle cellulaire	Apoptose / Necrose	Theorie cellulaire procaryotes et eucaryotes

 

Les gènes

 

On distingue trois grands types de gènes qui sont transcrits par des ADN polymérases différentes.

   I. Les gènes de classe I et III

Ce sont des gènes répétés plusieurs milliers de fois. Les gènes de classe 1 encodent les ARN ribosomiaux (28S, 18S, et 5,85). Ils sont organisés en batteries de 200 copies sur les bras courts des chromosomes acrocentriques (13,14,15,21,22). Dans/le noyau interphasique ces régions sont groupées au sein du nucléole, formant l'organisateur nucléolaire. Ils sont transcrits par la polymérase I.
Les gènes de classe III répétés encodent les ARN de transferts et sont transcrits par la polymérase III. Ils sont organisés en groupes représentant plus de mille copies.

   II. Les gènes de classe II

Ce sont les gènes codant pour les protéines. Leur organisation sert de modèle de structure génique.

Ils comportent deux types de séquences : régulatrice et de structure.

• Les séquences régulatrices en "cis" constituent la région promotrice, distantes de quelques dizaines de nucléotides (-70 à -30 sur la figure 4) en 5' du site de début de la transcription, qui représente le nucléotide de référence noté O. Sur cette région comprenant la TATA box se fixent l'ARN polymérase Il et les autres protéines (plus de 50) du complexe de transcription dont les facteurs de transcriptions"(TF). Cette région est typiquement riche en cytosines dont le niveau de méthylation (5 méthyl cytosine) contribue à la régulation d l'expression génique. Un promoteur hyperméthylé dans le contexte d'u ne chromatine condensée réprime la transcription. De plus la présence de séquences comportant de multiples cytosines favorise la transition de la conformation de l'ADN de B (hélice dextrogyre) en Z (hélice en zig-zag à pas lévogyre, dans la quelle les bases sont déplacées vers à l'extérieur de la double hélice ce qui favorise leur interaction avec les protéines régulatrices).

• Les séquences régulatrices fixant les éléments agissant en "trans" sont situées à plusieurs Kb en amont du gène. Sur ces séquences se fixent des régulateurs transcriptionnels, qui interagissent avec la région promotrice via la formation de boucles chromatiniennes.

• Le gène de structure proprement dit est constitué par la succession des introns et des exons. Il débute par le site de début de la transcription. L'ARN messager transcrit à partir de ce point portera en 5' le "cap" (ou "coiffe") formée par une 5-m'éthyl guanine. Ce site est suivi d'une courte région non codante qui se termine par le codon ATG (méthionine) qui, lu par le complexe ribosomial constitue le signal du début de la traduction de l'ARNm en protéine. La fin de la séquence codante est signalée par les codons STOP, suivis du signal de coupure du transcrit (AATAAA) et de polyadénylation. A cette extrémité 3' du transcrit primaire nucléaire sera fixée une séquence de quelques dizaines d'Adénines (queue polyA) qui joue un rôle important dans la maturation et le transfert de l'ARNm vers le cytoplasme.

   III. Les régulateurs transcriptionnels

sont des protéines représentées par 4 classes de structures distinctes. Elles s'associent les plus souvent sous forme
de dimères et interagissent avec les bases de /' ADN en se fixant dans le sillon de la double hélice (Figure 7). La spécificité de cette interaction dépend de la séquence des bases de la séquence régulatrice et des acides aminées du régulateur entrant en contact avec ces bases. Leur action peut être inhibitrice ou activatrice. Ces régulateurs interviennent dans tous les processus de contrôle de l'activité des gènes, en particulier au cours de la différentiation des cellules et de leurs réponses aux différents messages moléculaires qui régulent leurs activités. Des dizaines de ces protéines ont été identifiées. Les gènes qui codent ces facteurs sont réarrangés dans la plupart des hémopathies malignes (leucémies et lymphomes). La conséquence est un blocage de la différentiation des précurseurs des cellules sanguines qui contribue à la prolifération du clone leucémique.